...хөгжлийн явцад цөм нь улам бүр нэмэгдэнэ.

(Intel хөгжүүлэгчид)

Гэсэн хэдий ч гол, болон бусад гол, мөн олон, өөр олон гол!..

... Сүүлийн үед бид сонсоогүй, мэддэггүй байсан олон цөмтпроцессорууд, өнөөдөр тэд нэг цөмтийг түрэмгийлэн шахаж байна. Олон цөмт процессоруудын өсөлт эхэлсэн бөгөөд өнөөг хүртэл бага зэрэг! - харьцангуй өндөр үнээр хязгаарлагддаг. Гэхдээ ирээдүй нь олон цөмт процессоруудынх гэдэгт хэн ч эргэлздэггүй!

Процессорын цөм гэж юу вэ

Орчин үеийн төв микропроцессорын төвд ( CPU- товчлол. англи хэлнээс. Төв боловсруулах нэгж– төв тооцооны төхөөрөмж) нь үндсэн ( гол) нь ойролцоогоор нэг квадрат см талбайтай цахиурын болор бөгөөд микроскопийн логик элементүүдийн тусламжтайгаар процессорын хэлхээний диаграммыг хэрэгжүүлдэг. архитектур (чип архитектур).

Гол нь чипийн үлдсэн хэсэгтэй холбогдсон ("савлагаа" гэж нэрлэдэг) CPU багц) "flip-chip" технологийг ашиглан ( эргүүлэх чип, Flip-chip bonding- урвуу цөм, урвуу талстаар бэхлэх). Цөмийн гадна талд харагдах хэсэг нь түүний "доод" хэсэг бөгөөд илүү сайн дулаан ялгаруулахын тулд хөргөгч халаагчтай шууд холбогддог тул энэ технологийг ингэж нэрлэсэн. Урвуу (үл үзэгдэх) тал дээр "интерфэйс" өөрөө байдаг - болор ба савлагааны холболт. Процессорын цөмийг багцтай холбох нь тээглүүрийн тусламжтайгаар хийгддэг ( Гагнуурын овойлт).

Цөм нь текстолит суурин дээр байрладаг бөгөөд тэдгээрийн дагуу контактын замууд нь "хөл" (холбоо барих дэвсгэр), дулааны интерфэйсээр дүүргэж, хамгаалалтын металл бүрээсээр хаагддаг.

Эхний (мэдээж нэг цөмт!) микропроцессор Intel 4004 1971 оны 11-р сарын 15-нд Intel корпораци нэвтрүүлсэн. Энэ нь 2300 транзистор агуулсан, 108 кГц цагийн давтамжтай ажилладаг бөгөөд 300 долларын үнэтэй байв.

Төвийн микропроцессорын тооцоолох хүчин чадалд тавигдах шаардлага байнга нэмэгдэж, өссөөр байна. Гэхдээ хэрэв өмнө нь процессор үйлдвэрлэгчид одоогийн яаралтай (үргэлж өсөн нэмэгдэж буй!) хэрэглэгчийн хүсэлтэд байнга дасан зохицох шаардлагатай байсан бол одоо чип үйлдвэрлэгчид муруйгаас түрүүлж байна!

Удаан хугацааны туршид уламжлалт нэг цөмт процессоруудын гүйцэтгэлийн өсөлт нь голчлон цагийн давтамжийн дараалсан өсөлт (процессорын гүйцэтгэлийн 80 орчим хувийг цагийн давтамжаар тодорхойлдог) болон тэдгээрийн тоо нэгэн зэрэг нэмэгдсэнтэй холбоотой байв. нэг чип дээрх транзисторууд. Гэсэн хэдий ч цагийн давтамжийн өсөлт (3.8 GHz-ээс дээш цагийн давтамжтай үед чипүүд зүгээр л хэт халдаг!) нь хэд хэдэн үндсэн физик саад бэрхшээлд хариу үйлдэл үзүүлдэг (технологийн процесс нь атомын хэмжээтэй бараг ойртсон тул: Өнөөдөр процессоруудыг 45 нм технологи ашиглан үйлдвэрлэдэг бөгөөд цахиурын атомын хэмжээ ойролцоогоор 0.543 нм байна):

Нэгдүгээрт, болорын хэмжээ багасч, цагийн давтамж нэмэгдэх тусам транзисторын алдагдал нэмэгддэг. Энэ нь эрчим хүчний хэрэглээ нэмэгдэж, дулааны ялгаралт нэмэгдэхэд хүргэдэг;

Хоёрдугаарт, санах ойд хандах хугацаа нь нэмэгдэж буй цагийн хурдтай таарахгүй тул өндөр цагийн хурдны ашиг тусыг санах ойд нэвтрэх хоцрогдол хэсэгчлэн нөхдөг;

Гуравдугаарт, зарим хэрэглээний хувьд "Вон Нейманы гацаа" гэж нэрлэгддэг тооцооллын дараалсан урсгалаас үүдэлтэй гүйцэтгэлийн саатлаас болж цагийн хурд нэмэгдэх тусам уламжлалт цуваа архитектурууд үр ашиггүй болдог. Үүний зэрэгцээ RC дохионы дамжуулалтын саатал нэмэгдэж байгаа нь цагийн давтамж нэмэгдэхтэй холбоотой нэмэлт саад бэрхшээл юм.

Олон процессорын системийг ашиглах нь бас өргөн тархаагүй, учир нь энэ нь нарийн төвөгтэй, үнэтэй олон процессортой эх хавтанг шаарддаг. Тиймээс микропроцессорын гүйцэтгэлийг бусад аргаар нэмэгдүүлэхээр шийдсэн. Энэхүү үзэл баримтлалыг хамгийн үр дүнтэй чиглэл гэж хүлээн зөвшөөрсөн олон урсгалтай, суперкомпьютерийн ертөнцөд үүссэн нь олон зааварын урсгалыг нэгэн зэрэг зэрэгцүүлэн боловсруулах явдал юм.

Тиймээс компанийн гэдэс дотор Intelтөрсөн Hyper Threading технологи (HTT) нь процессорыг нэг цөмт процессор дээр нэгэн зэрэг дөрвөн хүртэлх программын урсгалыг гүйцэтгэх боломжийг олгодог супер урсгалтай өгөгдөл боловсруулах технологи юм. Hyper-threadingнөөц их шаарддаг програмуудын гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг (жишээлбэл, аудио, видео засварлахтай холбоотой). 3D-симуляци), түүнчлэн үйлдлийн системийн олон үйлдэлт горимд ажиллах.

CPU Pentium 4орсон Hyper-threadingнэгтэй физикхоёр хуваагддаг цөм логик, ийм учраас үйлдлийн системүүнийг хоёр өөр процессор (нэг биш) гэж тодорхойлдог.

Hyper-threadingүнэндээ нэг чип дээр хоёр физик цөм бүхий процессоруудыг бий болгох трамплин болсон. 2 цөмт чип дээр хоёр цөм (хоёр процессор!) зэрэгцэн ажилладаг бөгөөд энэ нь цагийн давтамж багатай үед илүү ихийг өгдөг. тухайХоёр бие даасан зааврын урсгал зэрэгцээ (нэгэн зэрэг!)

Процессорын олон урсгалыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэх чадварыг гэнэ урсгалын түвшний параллелизм (TLP – утас түвшний параллелизм). Д хэрэгтэй TLPтодорхой нөхцөл байдлаас хамаарна (зарим тохиолдолд энэ нь зүгээр л ашиггүй!).

Процессор үүсгэх гол бэрхшээлүүд

Процессорын цөм бүр бие даасан, бие даасан эрчим хүчний хэрэглээ, хяналттай байх ёстой;

Зах зээл програм хангамжзааврын салаалсан алгоритмыг тэгш (тэгш тооны цөмтэй процессоруудын хувьд) эсвэл сондгой (сондгой тооны цөмтэй процессоруудын хувьд) хэлхээнд үр дүнтэй хуваах чадвартай програмуудтай байх ёстой;

…

Хэвлэлийн албаны мэдээлснээр AMD, өнөөдөр 4 цөмт процессоруудын зах зээл нийт дүнгийн 2% -иас ихгүй байна. Орчин үеийн худалдан авагчийн хувьд гэрийн хэрэгцээнд зориулж 4 цөмт процессор худалдаж авах нь олон шалтгааны улмаас бараг утгагүй болох нь ойлгомжтой. Нэгдүгээрт, өнөөдөр нэгэн зэрэг ажилладаг 4 урсгалын давуу талыг үр дүнтэй ашиглах програм бараг байдаггүй; хоёрдугаарт, үйлдвэрлэгчид байрлал 4- цөмийн процессорууд, Хэрхэн Сайн уу төгсгөл-шийдэлд нэмэх замаар шийдлүүд хамгийн орчин үеийн видео картууд, эзэлхүүнтэй хатуу дискүүд, - бөгөөд энэ нь эцсийн эцэст аль хэдийн үнэтэй зардлыг нэмэгдүүлдэг …

Хөгжүүлэгчид Intelтэд: "... хөгжлийн явцад цөмийн тоо улам бүр нэмэгдэх болно ..." гэж хэлдэг.

Ирээдүйд биднийг юу хүлээж байна

Корпорацид IntelТэд "Олон цөмийн" тухай ярихаа больсон ( Олон цөм) процессорууд нь 2, 4, 8, 16, эсвэл бүр 32 цөмт шийдэлд зориулагдсан байдаг боловч "Олон цөмт" ( Олон цөм), процессорын архитектуртай харьцуулах боломжтой (гэхдээ ижил төстэй биш) чипийн цоо шинэ архитектурын бичил бүтцийг илэрхийлдэг. эс.

Ийм бүтэц Олон цөм-чип гэдэг нь ижил зааварчилгаатай, гэхдээ хүчирхэг төв цөм эсвэл хэд хэдэн хүчирхэг тусламжтайгаар ажиллахыг хэлнэ CPU, олон туслах цөмөөр "хүрээлэгдсэн" бөгөөд энэ нь олон урсгалтай горимд төвөгтэй мультимедиа програмуудыг илүү үр дүнтэй боловсруулахад туслах болно. "Ерөнхий зориулалтын" цөмүүдээс гадна процессорууд IntelМөн график, яриа таних алгоритм, харилцаа холбооны протокол боловсруулах гэх мэт янз бүрийн ангиллын даалгавруудыг гүйцэтгэх тусгай цөмтэй байх болно.

Жастин Раттнер яг ийм архитектурыг танилцуулсан ( Жастин Р.Раттнер), салбарын дарга Корпорацийн технологийн групп Intel, Токиод болсон хэвлэлийн бага хурал дээр. Түүний хэлснээр шинэ олон цөмт процессорт ийм туслах цөм хэдэн арван байж болно. Том, эрчим хүч их шаарддаг, өндөр дулаан ялгаруулах чадвартай, олон цөмт талстууд дээр анхаарлаа төвлөрүүлэхээс ялгаатай нь Intelзөвхөн одоогийн даалгаварт шаардлагатай цөмүүдийг идэвхжүүлэх ба үлдсэн цөмүүд идэвхгүй болно. Энэ нь болорыг яг шаардлагатай хэмжээгээр цахилгаан эрчим хүч хэрэглэх боломжийг олгоно Энэ мөчцаг.

2008 оны долдугаар сард корпораци IntelХэдэн арван, бүр хэдэн мянган тооцоолох цөмийг нэг процессорт нэгтгэх боломжийг авч үзэж байна гэж хэлсэн. Ахлах инженер Энвар Галум ( Анвар Гулом) өөрийн блог дээрээ: "Эцэст нь би дараагийн зөвлөгөөг авахыг зөвлөж байна ... хөгжүүлэгчид хэдэн арван, хэдэн зуун, мянга мянган цөмийн талаар одооноос бодож эхлэх хэрэгтэй." Түүний хэлснээр одоогоор Intel"Бидний хараахан зараагүй байгаа цөмийн тоо" хүртэл тооцоололыг өргөжүүлэх технологийг судалж байна.

Эцсийн эцэст, олон цөмт системийн амжилт нь програмчлалын хэлийг өөрчлөх, одоо байгаа бүх номын сангуудыг дахин бичих шаардлагатай байж болох хөгжүүлэгчдээс хамаарна гэж Галум хэлэв.

Компьютерийн талаар бага зэрэг мэддэг хэрэглэгч бүр төв процессорыг сонгохдоо ойлгомжгүй шинж чанаруудтай тулгарсан байх: процессын технологи, кэш, залгуур; Компьютерийн техник хангамжийн талаар чадварлаг найз нөхөд, танилуудаасаа зөвлөгөө авав. Процессор нь таны компьютерийн хамгийн чухал хэсэг бөгөөд түүний шинж чанарыг ойлгох нь худалдан авалт болон цаашдын хэрэглээнд итгэх итгэлийг өгөх болно, учир нь бүх боломжит параметрүүдийг авч үзье.

CPU

CPU Хувийн компьютернь аливаа өгөгдлийн үйлдэл, хяналтыг гүйцэтгэх үүрэгтэй микро схем юм захын төхөөрөмжүүд. Энэ нь болор гэж нэрлэгддэг тусгай цахиурын хайрцагт агуулагддаг. Товчлолыг товчлолд ашигладаг - CPU(CPU) эсвэл CPU(Английн төв боловсруулах нэгж - төв боловсруулах нэгжээс). Өнөөгийн зах зээлд компьютерийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдӨрсөлдөгч хоёр корпораци байдаг Intel болон AMD, технологийн процессыг байнга сайжруулж, шинэ процессоруудын гүйцэтгэлийн төлөөх өрсөлдөөнд байнга байдаг.

Процессын технологи

Процессын технологипроцессорыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг хэмжээ юм. Энэ нь транзисторын хэмжээг тодорхойлдог бөгөөд нэгж нь нм (нанометр) юм. Транзисторууд нь эргээд CPU-ийн дотоод суурийг бүрдүүлдэг. Хамгийн гол нь үйлдвэрлэлийн техникийг тасралтгүй сайжруулах нь эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэмжээг багасгах боломжийг олгодог. Үүний үр дүнд тэдгээрийн ихэнх нь процессорын чип дээр байрладаг. Энэ нь CPU-ийн гүйцэтгэлийг сайжруулахад тусалдаг тул ашигласан процессын технологийг түүний параметрүүдэд үргэлж зааж өгдөг. Жишээлбэл, Intel Core i5-760 нь 45 нм процессорын технологийн дагуу хийгдсэн бөгөөд Intel Core i5-2500K нь 32 нм давтамжтай, эдгээр мэдээлэлд үндэслэн процессор нь хэр орчин үеийн, өмнөхөөсөө илүү сайн ажиллаж байгааг дүгнэх боломжтой боловч бусад хэд хэдэн параметрүүдийг харгалзан үзэх шаардлагатай. сонгохдоо анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Архитектур

Түүнчлэн процессорууд нь архитектур гэх мэт шинж чанараараа тодорхойлогддог - дүрмээр бол олон жилийн турш үйлдвэрлэсэн процессоруудын бүхэл бүтэн гэр бүлд хамаарах шинж чанаруудын багц. Өөрөөр хэлбэл, архитектур нь тэдний зохион байгуулалт эсвэл CPU-ийн дотоод дизайн юм.

Цөмийн тоо

Цөм- төв процессорын хамгийн чухал элемент. Энэ нь нэг зааварын урсгалыг гүйцэтгэх чадвартай процессорын нэг хэсэг юм. Цөмүүд нь кэшийн хэмжээ, автобусны давтамж, үйлдвэрлэлийн технологи гэх мэтээр ялгаатай байдаг. Үйлдвэрлэгчид дараагийн техникийн процесс бүрт шинэ нэр өгдөг (жишээлбэл, AMD процессорын цөм нь Zambezi, Intel нь Lynnfield). Процессор үйлдвэрлэх технологи хөгжихийн хэрээр нэг багцад нэгээс олон цөм байрлуулах боломжтой болсон нь CPU-ийн гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, олон ажлыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэх, мөн олон цөмийг программд ашиглахад тусалдаг. Олон цөмт процессоруудархивлах, видео код тайлах, орчин үеийн видео тоглоомуудын ажиллагаа гэх мэтийг илүү хурдан шийдвэрлэх боломжтой болно. Жишээлбэл, шугамууд Үндсэн процессорууд Intel-ийн 2 Duo болон Core 2 Quad нь хоёр цөмт болон дөрвөлсөн цөмт CPU ашигладаг. Одоогийн байдлаар 2, 3, 4, 6 цөмтэй процессорууд өргөн тархсан байна. Тэдгээрийн ихэнх нь серверийн шийдэлд ашиглагддаг бөгөөд энгийн компьютер хэрэглэгчдэд шаардлагагүй байдаг.

Давтамж

Цөмийн тооноос гадна гүйцэтгэлд нөлөөлдөг цагийн давтамж. Энэ шинж чанарын утга нь CPU-ийн гүйцэтгэлийг секундэд хийх циклийн (үйл ажиллагааны) тоогоор илэрхийлдэг. Өөр нэг чухал шинж чанар автобусны давтамж(FSB - Front Side Bus) нь процессор болон компьютерийн нэмэлт төхөөрөмжүүдийн хооронд өгөгдөл солилцох хурдыг харуулсан. Цагийн давтамж нь автобусны давтамжтай пропорциональ байна.

залгуур

Ингэснээр ирээдүйн процессорыг шинэчлэх үед одоо байгаа процессортой нийцдэг эх хавтан, та түүний залгуурыг мэдэх хэрэгтэй. Сокет гэж нэрлэдэг холбогч CPU-г суулгасан эх хавтанкомпьютер. Сокетийн төрөл нь тээглүүрүүдийн тоо болон процессор үйлдвэрлэгчээр тодорхойлогддог. Янз бүрийн залгуурууд нь тодорхой төрлийн CPU-тэй тохирч байдаг тул сокет бүр тодорхой төрлийн процессорыг хүлээн авдаг. Intel LGA1156, LGA1366, LGA1155 залгуурыг ашигладаг бол AMD нь AM2+ болон AM3 ашигладаг.

Кэш

Кэш- бага хандалтын хурдтай (RAM) санах ойд байнга байдаг өгөгдөлд хандах хандалтыг хурдасгахад шаардлагатай маш өндөр хандалтын хурдтай санах ойн хэмжээ. Процессор сонгохдоо кэшийн хэмжээг нэмэгдүүлэх нь ихэнх програмуудын гүйцэтгэлийг сайжруулдаг гэдгийг санаарай. CPU-ийн кэш нь гурван түвшнээр ялгагдана ( L1, L2 ба L3), процессорын цөм дээр шууд байрладаг. RAM-аас өгөгдөл нь боловсруулалтын хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд түүнд ордог. Үүнийг бас анхаарч үзэх нь зүйтэй юм олон цөмт CPUнь нэг цөмд зориулсан L1 кэшийн хэмжээг заана. Хоёрдахь түвшний кэш нь ижил төстэй функцүүдийг гүйцэтгэдэг бөгөөд бага хурд, илүү их хэмжээгээр ялгаатай байдаг. Хэрэв та процессорыг нөөц их шаарддаг ажлуудад ашиглахаар төлөвлөж байгаа бол олон цөмт процессоруудад L2 кэшийн нийт хэмжээг зааж өгсөн тохиолдолд хоёр дахь түвшний кэш ихтэй загварыг илүүд үзэх болно. L3 кэш нь хамгийн их багцлагдсан бүтээмжтэй процессорууд, AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon зэрэг. Гурав дахь түвшний кэш нь хамгийн бага хурдтай боловч 30 MB хүртэл байж болно.

Энерги зарцуулалт

Процессорын эрчим хүчний хэрэглээ нь түүний үйлдвэрлэлийн технологитой нягт холбоотой байдаг. Процессын технологийн нанометр буурч, транзисторын тоо нэмэгдэж, процессоруудын цагийн давтамж нэмэгдэхийн хэрээр CPU-ийн эрчим хүчний хэрэглээ нэмэгдэж байна. Жишээлбэл, Intel-ийн Core i7 процессорууд нь 130 ба түүнээс дээш ватт хүртэл хүч шаарддаг. Цөмд нийлүүлсэн хүчдэл нь процессорын эрчим хүчний хэрэглээг тодорхой тодорхойлдог. Энэ тохиргоо нь мультимедиа төв болгон ашиглах CPU сонгоход онцгой ач холбогдолтой юм. AT орчин үеийн загваруудпроцессорууд хэт их эрчим хүчний хэрэглээтэй тэмцэхэд туслах янз бүрийн технологи ашигладаг: суулгагдсан температур мэдрэгч, процессорын цөмийн хүчдэл, давтамжийг автоматаар хянах системүүд, CPU дээр бага ачаалалтай эрчим хүч хэмнэх горимууд.

Нэмэлт функцууд

Орчин үеийн процессорууд нь 2 ба 3 сувгийн горимд ажиллах чадварыг олж авсан RAM, энэ нь түүний гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг, мөн илүү том багц зааварчилгааг дэмждэг бөгөөд энэ нь тэдгээрийн ажиллагааг дээшлүүлдэг. шинэ түвшин. GPU нь видеог бие даан боловсруулдаг бөгөөд ингэснээр технологийн ачаар CPU-г ачаалдаг DXVA(Англи хэлнээс DirectX Video Acceleration - DirectX бүрэлдэхүүн хэсгийн видео хурдатгал). Intel дээрх технологийг ашигладаг турбо нэмэгдүүлэх CPU-ийн цагийн давтамжийг динамикаар өөрчлөх. Технологи Хурдны алхампроцессорын үйл ажиллагаанаас хамааран CPU-ийн эрчим хүчний хэрэглээг удирддаг ба Intel виртуалчлалын технологиолон үйлдлийн системийг ашиглахын тулд техник хангамжид виртуал орчинг бүрдүүлдэг. Мөн орчин үеийн процессоруудыг хувааж болно виртуал цөмтехнологийн тусламжтайгаар Hyper Threading. Жишээлбэл, хоёр цөмт процессор нь нэг цөмийн цагийн хурдыг хоёр болгон хуваах чадвартай бөгөөд энэ нь дөрвөн виртуал цөмтэй боловсруулалтын өндөр гүйцэтгэлд хувь нэмэр оруулдаг.

Ирээдүйн компьютерийнхээ тохиргооны талаар бодохдоо видео карт болон түүний талаар бүү мартаарай GPU(Англи хэл дээрх График боловсруулах нэгжээс - график боловсруулах төхөөрөмж) - таны видео картын процессор нь дүрслэх үүрэгтэй (геометрийн, физик объектуудтай арифметик үйлдлүүд гэх мэт). Цөмийн давтамж, санах ойн давтамж өндөр байх тусам төв процессорын ачаалал бага байх болно. Үүнд онцгой анхаарал хандуулдаг GPUтоглоомчид харуулах ёстой.

Орчин үеийн компьютерийн үйлдвэрлэл зогсохгүй байна. Бараг бүх компьютер олон цөмт процессороор тоноглогдсон байдаг. Гэхдээ өнгөрсөнд үлдсэн нэг цөмт аналогиас юугаараа ялгаатай болохыг хүн бүр мэддэггүй. Заримдаа хүн худалдаж авахдаа шинэ бүтээгдэхүүн худалдаж авахыг эрэлхийлдэг боловч түүний ач холбогдлыг ойлгодоггүй бөгөөд түүнд ихээхэн ашиг авчрахгүй зүйлд мөнгө зарцуулдаг.
Нэг буюу хоёр цөмтэй процессор худалдаж авах хэрэгцээг ойлгохын тулд та хоёр сонголтын ялгааг мэдэж байх хэрэгтэй бөгөөд аль тохиолдолд тус бүр нь илүү дээр байдаг.

Нэг цөмт процессорын бүтцийн онцлог

Бүхэл бүтэн хувийн компьютерийн хүч, хурд нь үндсэн процессороос хамаардаг гэдгийг хүн бүр мэддэг. Тиймээс процессорын давтамж өндөр байх тусам хэрэглэгчийн командыг хурдан гүйцэтгэх болно. Мэдээллийн үйлдлийг процессорын цөм гүйцэтгэдэг.

Өндөр давтамжтай үед нэг зааврын гүйцэтгэлийн хурд ихээхэн ач холбогдолтой байдаг тул нэг цөмт процессортой ч гэсэн хэрэглэгчдэд програмууд зэрэгцээ ажиллаж байгаа мэт санагддаг. Бодит байдал дээр бүх програмууд дараалалд ордог бөгөөд энэ нь маш өндөр хурдтай хөдөлдөг.

Архитектурын хувьд нэг цөмт процессоруудын онцлог шинжийг дараахь байдлаар авч үзэж болно.

• Команд болон өгөгдлийг бүрэн тусгаарласан бүтэц.
• Янз бүрийн төхөөрөмж дээр олон зааврыг зэрэгцүүлэн гүйцэтгэх боломжийг олгодог скаляр архитектур.
• Урьдчилан таамаглах зарчим ажиллах үед динамик хэлбэрийн командын дарааллыг өөрчлөх.
• Дамжуулах хоолойн төрлөөс хамааран тушаалуудыг ашигладаг.
• Гүйцэтгэлийн салбаруудын чиглэлийг урьдчилан таамаглах боломжтой.

Хоёр цөмт процессорууд улам бүр нэмэгдэж байгаа хэдий ч нэг цөмт хувилбаруудыг байнга боловсруулж, сайжруулж байгааг тэмдэглэхийг хүсч байна. Тиймээс нэг цөмтэй процессоруудын зарим загвар нь хоёр цөмт залгамжлагчийн гүйцэтгэлээс үргэлж доогуур байдаггүй.

Хоёр цөмт процессоруудын онцлог

Хэрэв бид хоёр цөмтэй процессорын ажиллагааг нэг цөмттэй харьцуулахад ерөнхийдөө ярих юм бол бүх зүйлийг тайлбарлаж болно. энгийн жишээ. Жишээлбэл, хэрэглэгч файл хуулж байгаа бөгөөд тэр үед кино үзэхээр шийдсэн. Түүнд хоёр үйлдлийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэдэг мэт санагдаж байгаа ч нэг цөмт процессор ажиллаж байх үед тушаалын гүйцэтгэлийн давтамж маш өндөр байдаг тул эдгээр үйлдлүүд дараалан явагддаг бөгөөд ийм мэдрэмж төрдөг. Гэхдээ хоёр цөмт процесс байгаа тохиолдолд эдгээр үйлдлүүд үнэхээр нэгэн зэрэг хийгддэг.

Архитектурын хувьд хоёр цөмт процессор нь нэг самбар дээр хоёр процессорыг ашигладаг тэгш хэмтэй олон процессорын бүтэцтэй төстэй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Мэдээжийн хэрэг тодорхой ялгаа байдаг, гэхдээ үйл ажиллагааны зарчим нь ижил төстэй байдаг.

Хоёр цөмт процессорууд нь олон урсгалтай програмуудтай ажиллахдаа өөрсдийгөө хамгийн үр дүнтэй харуулдаг бөгөөд энэ нь хамгийн өндөр гүйцэтгэлийг олж авдаг. Олон тооны ажлыг гүйцэтгэхийн тулд хоёр цөмд хуваарилдаг. Энэ хуваарилалт нь эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг. Эцсийн эцэст энэ хүчин зүйл нь нэг цөмт процессорыг хөгжүүлэхэд саад болж байна.

Хоёр цөмт процессорын ялгаа нь юу вэ

Нэг цөмт болон хоёр цөмт процессорын бүтцийн архитектурыг судлахдаа ялгааны том жагсаалтыг ялгаж салгаж болно.

• Хэрэв та нарийн төвөгтэй олон урсгалтай програмууд эсвэл хэд хэдэн програмуудыг нэгэн зэрэг ажиллуулахгүй бол нэг эсвэл хоёр цөмтэй процессорын үйл ажиллагааны ялгаа нь тийм ч мэдэгдэхүйц бөгөөд мэдэгдэхүйц биш байх болно.
• Хоёр цөмтэй процессорт бас хуваалцсан кэш санах ой байдаг.
• Хэрэв та хоёр цөмт процессортой бол мэдэгдэхүйц давуу тал бий, учир нь нэг цөм нь бүтэлгүйтвэл хоёр дахь цөм нь бүх ачааллыг зөвхөн өөрөө үүрнэ.
• Хоёр цөмт процессор нь их хэмжээний кэш санах ой, давтамжтай.

Гэрийн хоёр цөмт процессор нь өөрийн боломжоо үргэлж харуулж чаддаггүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй, учир нь олон бий болгосон програмууд нь ийм төв процессорт дасан зохицдоггүй. Хоёр цөм байгаа тул процессор нь 64 битийн бүтэцтэй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Орчин үеийн олон программууд нь 32 битийн бүтцэд зориулагдсан тул та тэдгээрээс хурд нэмэгдэхийг хүлээх ёсгүй.

Хоёр цөмт процессор ашиглахын давуу тал

Нэг ба хоёр цөмт процессоруудын бүтцийн онцлог, мэдэгдэхүйц ялгааг мэдэхийн тулд бид хоёр цөмт процессоруудыг ашиглах гол давуу талуудыг тодруулж болно.

1. Ачаалах, харуулах үед хөтөчийн гүйцэтгэл хурдан.
2. Тоглоомын програмуудын өндөр гүйцэтгэл.
3. Олон утгын горим нь олон урсгалын хурдыг нэмэгдүүлдэг.
4. Өндөр хурдтай, жигд ажиллагаатай.
5. Гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ цахилгаан зарцуулалтыг бууруулсан.

Дүгнэж хэлэхэд нэг буюу хоёр цөмтэй процессор нь ажлын үр дүн болон архитектурын хувьд ихээхэн ялгаатай байдаг гэж бид дүгнэж болно.

Мэдээж хоёр ба түүнээс дээш цөмтэй процессор илүү бүтээмжтэй байх нь ойлгомжтой. Гэрийн хэрэглээний хувьд зарчмын хувьд нэг процессортой компьютер худалдаж авах нь чухал биш юм. Гэхдээ хоёр процессортой компьютер худалдаж авах санхүүгийн боломж байгаа бол худалдаж авах нь зүйтэй. Эцсийн эцэст мэдээллийн ертөнц зогсохгүй байна. Хөтөлбөрүүдийг боловсруулж, технологийг сайжруулж байна. Өдөр бүр бүх зүйл илүү програм хангамжийн бүтээгдэхүүн 64 битийн системтэй ажиллахад зориулагдсан.

Олон цөмт процессорууд төвлөрсөн боловсруулах нэгжүүд, хоёроос илүү тооцоолох цөм агуулсан. Ийм цөмийг нэг багц болон ижил процессорын чип дээр байрлуулж болно.

Олон цөмт процессор гэж юу вэ?

Ихэнх тохиолдолд олон цөмт процессорууд нь хэд хэдэн тооцоолох цөмийг нэг чипэд нэгтгэсэн (өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь нэг цахиурын чип дээр байрладаг) төвлөрсөн процессорууд гэж ойлгогддог.

Ихэнхдээ олон цөмт процессоруудын цагийн давтамжийг зориудаар дутуу үнэлдэг. Энэ нь шаардлагатай процессорын гүйцэтгэлийг хадгалахын зэрэгцээ эрчим хүчний хэрэглээг багасгахын тулд хийгддэг. Үүний зэрэгцээ цөм бүр нь орчин үеийн бүх процессоруудын онцлог шинж чанараараа тодорхойлогддог бүрэн хэмжээний микропроцессор юм - энэ нь олон түвшний кэш ашигладаг, код, вектор зааврын дараалалгүй гүйцэтгэлийг дэмждэг.

Hyper-threading

Олон цөмт процессорын цөмүүд нь SMT технологийг дэмждэг бөгөөд энэ нь олон урсгалыг ажиллуулах, цөм бүрээс олон логик процессор үүсгэх боломжийг олгодог. Intel-ийн үйлдвэрлэсэн процессорууд дээр энэ технологийг "Hyper-threading" гэж нэрлэдэг. Үүний ачаар та физик чипүүдийн тоотой харьцуулахад логик процессорын тоог хоёр дахин нэмэгдүүлэх боломжтой. Энэ технологийг дэмждэг микропроцессоруудад физик процессор бүр хоёр урсгалын төлөвийг нэгэн зэрэг хадгалах боломжтой байдаг. Үйлдлийн системийн хувьд энэ нь хоёр логик процессортой мэт харагдана. Хэрэв тэдгээрийн аль нэгнийх нь ажилд түр зогсолт үүссэн бол (жишээлбэл, санах ойноос өгөгдөл хүлээн авахыг хүлээж байна), нөгөө нь логик процессорөөрийн урсгалыг ажиллуулж эхэлдэг.

Олон цөмт процессорын төрлүүд

Олон цөмт процессоруудыг хэд хэдэн төрөлд хуваадаг. Тэд кэшийн хуваалцсан хэрэглээг дэмжих эсвэл дэмжихгүй байж болно. Цөмүүдийн хоорондын холбоо нь дундын автобус, цэгээс цэгийн холбоос дээрх сүлжээ, шилжүүлэгчтэй сүлжээ, эсвэл хуваалцсан кэш ашиглах зарчмаар хэрэгждэг.

Үйл ажиллагааны зарчим

Ихэнх орчин үеийн олон цөмт процессорууд дараах схемийн дагуу ажилладаг. Хэрвээ ажиллаж байгаа програм multithreading-ийг дэмждэг тул процессорыг хэд хэдэн ажлыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэхэд хүргэдэг. Жишээлбэл, хэрэв компьютер нь 1.8 GHz давтамжтай 4 цөмт процессор ашигладаг бол програм нь бүх дөрвөн цөмийг нэг дор "ачаалах" боломжтой бол процессорын нийт давтамж 7.2 GHz байх болно. Хэрэв хэд хэдэн програм нэгэн зэрэг ажиллаж байгаа бол тэдгээр нь тус бүр нь процессорын цөмүүдийн нэг хэсгийг ашиглаж болох бөгөөд энэ нь компьютерийн гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.

Олон үйлдлийн системүүд олон урсгалыг дэмждэг тул олон цөмт процессоруудыг ашиглах нь олон урсгалыг дэмждэггүй програмуудад ч таны компьютерийг хурдасгах боломжтой. Хэрэв бид зөвхөн нэг програмын ажлыг авч үзвэл олон цөмт процессоруудыг ашиглах нь зөвхөн энэ програмыг олон урсгалтай болгоход оновчтой болгосон тохиолдолд л зөвтгөгдөнө. Үгүй бол олон цөмт процессорын хурд нь ердийн процессорын хурдаас ялгаатай биш, заримдаа бүр удаан байдаг.

Гэхдээ давтамжийн үзүүлэлтүүдийн шинэ оргилуудыг эзэлснээр процессоруудын TDP-ийн өсөлтөд нөлөөлсөн тул үүнийг нэмэгдүүлэхэд хэцүү болсон. Тиймээс хөгжүүлэгчид процессоруудыг өргөнөөр, тухайлбал цөм нэмж өсгөж эхэлсэн бөгөөд олон цөмт гэсэн ойлголт гарч ирэв.

6-7 жилийн өмнө олон цөмт процессорууд бараг сонсогдоогүй байсан. Үгүй ээ, ижил IBM компанийн олон цөмт процессорууд өмнө нь байсан боловч анхны хоёр цөмт процессор гарч ирэв. ширээний компьютерууд, зөвхөн 2005 онд болсон бөгөөд үүнийг нэрлэжээ Pentium процессор D. Мөн AMD-н хоёр цөмт Opteron нь 2005 онд гарсан боловч серверийн системд зориулагдсан.

Энэ нийтлэлд бид түүхэн баримтуудыг нарийвчлан судлахгүй, харин орчин үеийн олон цөмт процессоруудыг CPU-ийн шинж чанаруудын нэг гэж үзэх болно. Хамгийн гол нь энэ олон цөм нь процессор болон танд болон надад гүйцэтгэлийн хувьд юу өгч байгааг олж мэдэх хэрэгтэй.

Олон цөмтэй бол гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлсэн

Хэд хэдэн цөмийн улмаас процессорын гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх зарчим нь хэлхээний гүйцэтгэлийг (янз бүрийн даалгавар) хэд хэдэн цөм болгон хуваах явдал юм. Дүгнэж хэлэхэд, таны систем дээр ажиллаж байгаа бараг бүх процесс олон урсгалтай байдаг.

Процессор нь нэг цөмт байсан ч үйлдлийн систем нь бараг өөртөө олон хэлхээ үүсгэж, бүгдийг нэгэн зэрэг хийх боломжтой гэдгийг би шууд захих болно. Энэ зарчим нь Windows үйлдлийн системтэй ижил олон ажлыг (жишээлбэл, хөгжим сонсох, бичих зэрэг) хэрэгжүүлдэг.

Жишээ нь авч үзье вирусны эсрэг програм. Бид нэг утастай компьютерийг сканнердаж, нөгөө нь вирусын эсрэг мэдээллийн санг шинэчлэх болно (ерөнхий ойлголтыг ойлгохын тулд бид бүгдийг хялбаршуулсан).

Хоёр өөр тохиолдолд юу болохыг анхаарч үзээрэй:

a) Нэг цөмт процессор.Хоёр хэлхээ нэгэн зэрэг ажиллаж байгаа тул бид хэрэглэгчдэд (харааны хувьд) яг ийм нэгэн зэрэг гүйцэтгэлийг бий болгох хэрэгтэй. Үйлдлийн систем нь төвөгтэй байдаг:Эдгээр хоёр урсгалын гүйцэтгэлийн хооронд шилжүүлэгч байдаг (эдгээр шилжүүлэгч нь агшин зуурын бөгөөд цаг нь миллисекунд байна). Өөрөөр хэлбэл, систем шинэчлэлтийг бага зэрэг "хийж", дараа нь гэнэт сканнердаж, дараа нь шинэчлэх рүү шилжсэн. Ингээд та бид хоёрын хувьд энэ хоёр ажлыг зэрэг хийж байгаа юм шиг санагддаг. Гэхдээ юу алдагдаж байна вэ? Мэдээжийн хэрэг гүйцэтгэл. Тиймээс хоёр дахь сонголтыг авч үзье.

b) Процессор нь олон цөмт.Энэ тохиолдолд энэ шилжүүлэлт гарахгүй. Систем нь утас бүрийг тусдаа цөм рүү илгээх бөгөөд үр дүнд нь гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлж буй утаснаас утас руу шилжихээс ангижрах боломжийг олгоно (нөхцөл байдлыг оновчтой болгоё). Хоёр утас нэгэн зэрэг ажилладаг бөгөөд энэ нь олон цөмт, олон урсгалтай байх зарчим юм. Эцсийн эцэст бид олон цөмт процессор дээр нэг цөмт процессороос хамаагүй хурдан сканнердаж, шинэчлэлт хийх болно. Гэхдээ нэг зүйл бий - бүх програмууд олон цөмт дэмждэггүй. Програм бүрийг ийм байдлаар оновчтой болгох боломжгүй. Мөн бүх зүйл бидний тодорхойлсон шиг төгс байхаас хол байдаг. Гэвч өдөр бүр хөгжүүлэгчид код нь олон цөмт процессор дээр ажиллахад төгс оновчтой болсон программуудыг бий болгодог.

Олон цөмт процессор шаардлагатай юу? Өдөр тутмын үндэслэлтэй байдал

At процессорын сонголтКомпьютерийн хувьд (жишээлбэл, цөмийн тоог бодохдоо) түүний гүйцэтгэх үндсэн төрлийн ажлуудыг тодорхойлох хэрэгтэй.

Компьютерийн техник хангамжийн талаархи мэдлэгийг сайжруулахын тулд та энэ талаархи материалыг уншиж болно процессорын залгуурууд .

Нэг цөмт шийдэл рүү буцах нь утгагүй тул эхлэлийн цэгийг хоёр цөмт процессор гэж нэрлэж болно. Гэхдээ хоёр цөмт процессор нь өөр. Энэ нь "хамгийн" шинэхэн Celeron биш байж магадгүй, эсвэл AMD - Sempron эсвэл Phenom II шиг Ivy Bridge дээрх Core i3 байж магадгүй юм. Мэдээжийн хэрэг, бусад үзүүлэлтүүдээс шалтгаалан тэдгээрийн гүйцэтгэл маш өөр байх тул та бүх зүйлийг цогцоор нь харж, олон цөмийг бусадтай харьцуулах хэрэгтэй. процессорын шинж чанар.

Жишээлбэл, Ivy Bridge дээрх Core i3 нь Hyper-Treading технологитой бөгөөд энэ нь 4 урсгалыг нэгэн зэрэг боловсруулах боломжийг олгодог (үйлдлийн систем нь 2 физикийн оронд 4 логик цөмийг хардаг). Мөн ижил Celeron ийм байдлаар сайрхдаггүй.

Гэхдээ шаардлагатай ажлуудын талаархи эргэцүүлэл рүү шууд буцаж орцгооё. Хэрэв компьютер шаардлагатай бол Оффисын ажилмөн интернетээр аялж, дараа нь түүнд хоёр цөмт процессор хангалттай.

Тоглоомын гүйцэтгэлийн тухайд ихэнх тоглоомуудад тав тухтай байхын тулд танд 4 ба түүнээс дээш цөм хэрэгтэй. Гэхдээ энд хамгийн анхаарал татахуйц зүйл гарч ирнэ: бүх тоглоомууд 4 цөмт процессоруудад зориулсан оновчтой кодтой байдаггүй бөгөөд хэрэв тэдгээрийг оновчтой болгосон бол энэ нь бидний хүссэн шиг үр дүнтэй биш юм. Гэхдээ зарчмын хувьд тоглоомын хувьд одоо хамгийн оновчтой шийдэл бол 4-р цөмт процессор юм.

Өнөөдрийг хүртэл ижил 8 цөмтэй AMD процессорууд, тоглоомын хувьд илүүдэл байдаг, энэ нь цөмийн тоо нь илүүц, гэхдээ гүйцэтгэл нь тийм ч сайн биш боловч бусад давуу талуудтай. Эдгээр ижил 8 цөм нь өндөр чанартай олон урсгалтай ачаалал бүхий хүчирхэг ажил шаардлагатай ажлуудад маш их туслах болно. Үүнд, жишээлбэл, видео бичлэг хийх (тооцоолох) эсвэл серверийн тооцоолол орно. Тиймээс ийм ажлуудын хувьд 6, 8 ба түүнээс дээш цөм шаардлагатай. Удалгүй тоглоомууд 8 ба түүнээс дээш цөмийг өндөр чанартайгаар ачаалах боломжтой тул ирээдүйд бүх зүйл маш ягаан болно.

Нэг урсгалтай ачааллыг бий болгодог олон ажил байсаар байгааг бүү мартаарай. Та өөрөөсөө асуулт асуух хэрэгтэй: надад энэ 8 цөм хэрэгтэй юу, үгүй ​​юу?

Дүгнэж хэлэхэд, олон цөмийн давуу тал нь "хүнд" тооцооллын олон урсгалтай ажлын явцад илэрдэг гэдгийг дахин тэмдэглэхийг хүсч байна. Хэрэв та хэт өндөр шаардлага тавьдаг тоглоом тоглодоггүй бөгөөд сайн тооцоолох хүч шаарддаг тодорхой төрлийн ажил хийдэггүй бол үнэтэй олон цөмт процессоруудад мөнгө үрэх нь утгагүй юм (